微波的熱特性

微波的熱特性

    物料，及其電性質(zhì)來說稱作介質(zhì)，府電磁波都表現(xiàn)有吸收特性。

    介質(zhì)對微波的吸收特性表現(xiàn)在微波能穿透探入到物料內(nèi)部，其深入距離與微波波長同數(shù)量級，透入物料內(nèi)部的微波能量被物料吸收轉(zhuǎn)換成熱能對韌料加熱，形成獨特的物料熱方式———物料整體被加熱。即所謂無濕度梯度加熱，此時物料的表、里層溫度差不多。隨著物料表面水分不斷蒸發(fā)，物料表面層溫度將略低于里層溫度，形成的溫度梯度由內(nèi)指向外，與加熱過程中伴隨發(fā)生的蒸汽壓遷移方向與熱量遷移方向均一致。據(jù)物料干燥理論，這種加熱狀態(tài)是極有利于物料干捅的。因此，微波加熱物料具有加熱均勻、熱轉(zhuǎn)換效率高，加熱時間短的優(yōu)點。由微波加熱理論與實踐均表明，在單位體積內(nèi)消耗的微波功率與該處的電場強度的平方和微波頻率及物料介電特性參數(shù)成正比。

    對微波的入射可以說是“透明”的，因為它吸收入射微波能量極少。例如，聚四氮乙烯材料就屬此性質(zhì)。然而一般的物料，諸如食品原料，通常都含有一定量的水分，其tp位約在0．15一0.20之間，數(shù)值越大，意味著能強烈地吸收微波能。因此，如果整個物料所組成的各部分介電性質(zhì)不同的話，微波對達(dá)種約料既呈現(xiàn)出選擇加熱特征。例如，食品原料理合結(jié)構(gòu)中存在不同的介質(zhì)耗損成分時，它們受加熱程度將略有不同。

  微波選擇加熱媽的現(xiàn)象，在韌料加熱時有利泡有弊。微波加熱程度還受到微波加熱器中場強分布狀況或者材料成分的影響。例如，加熱對食物，因出現(xiàn)電場疆段集中有可能過熱燒焦。需要通過工藝措施加以調(diào)鏗。

    又如，微波能量分布在加熱器內(nèi)，由于被加熱物料的介質(zhì)特性與微波加熱器箱體的金屬特征，它們對微波的吸收呈現(xiàn)極大反差。因此，微波能量絕大部分耗散在被加熱物料上，而對加熱物科周圍的空氣，或者加熱設(shè)備的金屆部件耗能極小。因此，微波加熱器工作時，其箱體部分不受熱，完全不同于遠(yuǎn)紅外或蒸汽加熱時，其爐體與校加熱韌料同時受熱狀態(tài)，車間溫度環(huán)境惡劣。換言之，微波加熱與它們相比是節(jié)能的。

    節(jié)能還反映在上述各方法所需加熱的預(yù)熱時間的不同。微波加熱僅需電源的預(yù)熱時間，在這段時間中進(jìn)行微波管的燈絲預(yù)熱，它不需要加熱工作的預(yù)熱時間，輸出的能量即朝就被物料吸收而加熱.但對于紅外加熱等方式。它們輸出能量同時被物料和冷的爐體吸收，真真要達(dá)到能工作狀態(tài)，將在輸出能量的一段時間后才行，這就是我們所說在常規(guī)加熱時的預(yù)熱時間。微波能量輸出后加熱的即時性，以及工作過程中不需要對除物料外的工作部件散熱損耗的能量維持，是微波加熱時節(jié)能的又一重要方面。

    必須看到，微波對物料整體加熱狀態(tài)，省卻了常規(guī)加熱的熱傳導(dǎo)時間，與常規(guī)加熱方式相比，對物料加熱時間在同樣的加熱效果下要短。加熱時間短，顯然對節(jié)能有利?？梢赃@樣說，評價某加熱方式是否個能。不光兜極設(shè)備所使用的功率大小，更盈典的是皮從物科受熱的熱能轉(zhuǎn)換效率，物料受熱與改備部沖耗能比例，以及加熱總時間等方而綜合評價而足。對于社會上把微波爐作為耗能大的誤解應(yīng)該出上述事實來徹底否定。

    微波加熱過程中物料溫升依賴于微波輸出功率狀態(tài)。即有微波輻射時物時加熱，當(dāng)停止幅射微波時，物料得不到微波能量，其加熱過程即刻停停止，顯示出微波加熱的熱慣性小的特點。加熱方式的熱貫性小，表明隨著微波輸出功率的調(diào)節(jié)，物料加熱狀態(tài)(如溫引)可以無情性地隨之改變。這種狀態(tài)是極有利于某些場合的自動控制生產(chǎn)需要的，通過它可以達(dá)到控制物料溫升速率、終溫限定等生產(chǎn)工藝所特定需要，從而保證食品生產(chǎn)工藝條件的一致性。

    其它加熱方式的熱情性都較大，不利于食品加工中工藝條件的控制。問題還并不就此而止，加熱方式的熱惰性不同，引起微波工藝過程的獨特性，我們切不能以常規(guī)加熱工藝的經(jīng)驗去對待微波加熱。我們需要創(chuàng)建嶄新的微波加熱工藝。

    出于微波功率輸出可調(diào)和微波加熱的瞬時性，使得物料被加熱時其內(nèi)部蒸汽壓力梯反撲效汽向外層遷移速率也具有可調(diào)節(jié)性，在適宜條件控制下能佼物料達(dá)到膨化效果。這就是膨化食品的生產(chǎn)原理。